MAKALAH KIMIA FISIKA LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT
KELAS 3M - KELOMPOK 6 DISUSUN OLEH : FITRI FELINA HADIJAH JANEKE DWIRARA PUTRI KIKI KINANTI. D LUTFIKA MUNAZIAH DOSEN PEMBIMBING : FAHJAR PRISISKA, M. Farm., Apt
FAKULTAS FARMASI DAN SAINS PROGRAM STUDI FARMASI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR HAMKA JAKARTA 2013
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis curahkan kepada Allah SWT, karena atas izin-Nya penulis dapat menyusun makalah ini yang menurut penulis bisa dimanfaatkan untuk hal pembelajaran dan ilmu pengetahuan khusunya dalam ilmu kimia. Makalah ini penulis susun berdasarkan data dari berbagai sumber yang penulis dapatkan dan penulis mencoba menyusun data-data itu hingga menjadi sebuah karya tulis ilmiah sederhana yang berbentuk makalah. Selama proses pembuatan makalah ini, banyak hal yang penulis dapatkan, termasuk ilmu pengetahuan baru , tepatnya mengenal lebih dalam tentang salah satu dari berbagai macam materi yaitu tentang Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit. Larutan elektrolit dan Larutan non elektrolit ini adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Larutan elektrolit menghasilkan ion-ion yang dapat menghantarkan
arus
listriknya.
Kejadian
seperti
ini
banyak
dijumpai
di
dalam kehidupan sehari-hari. Semoga dengan tersusunnya makalah ini bisa menjadikan penulis menjadi orang yang lebih baik dari sebelumnya dengan apa yang telah penulis dapatkan dan penulis pelajari dalam makalah ini, penulis juga berharap semoga makalah ini bisa bermanfaat-bagi orang lain. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini sangat banyak kekurangannya, mungkin ini pengetahuan penulis yang sangat terbatas, oleh karena itu segala kritik dan saran sangat penulis harapkan agar penulis dapat memperbaiki kesalahan-kesalahan tersebut. Terima kasih.
Jakarta, 06 oktober 2013
Penyusun
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I
PENDAHULUAN 1. Latar Belakang 2. Maksud dan Tujuan
BAB II
PEMBAHASAN
1. Pembagian Larutan 1) Larutan elektrolit 2) Larutan non elektrolit 2. Membedakan larutan berdasarkan daya hantar listrik 1) Elektrolit a. Elektrolit kuat b. Elektrolit lemah 2) Non elektrolit 3. Pnyebab larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik 4. Hubungan elektrolit dengan jenis ikatan kimia 1) Senyawa Ionik 2) Senyawa Kovalen 5. Cara menentukan kekuatan larutan elektrolit 6. Sifat koligatif larutan elektrolit dan non elektrolit a) Penurunan tekanan uap b) Penaikan titik didih c) Penurunan titik beku d) Tekanan osmotik BAB III
PENUTUP 1. Simpulan 2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
ii.
BAB I PENDAHULUAN I.
Latar Belakang Larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat
yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi. Baik pada larutan ataupun sistem dispersi, zat terlarut dapat berupa padatan, cairan atau gas. Bahkan bila zat terlarut adalah cairan, tidak ada kesulitan dalam membedakan peran pelarut dan zat terlarut bila kuantitas zat terlarut lebih kecul dari pelarut. Namun, bila kuantitas zat terlarut dan pelarut, sukar untuk memutuskan manakah pelarut mana zat terlarut. Dalam kasus yang terakhir ini, Anda dapat sebut komponen 1, komponen 2, dst. Zat terlarut
Pelarut Contoh
Gas
Gas
Udara, semua campuran gas
Gas
Cair
Karbon dioksida dalam air
Gas
Padat
Hidrogen dalam platina
Cair
Cair
Alkohol dalam air
Cair
Padat
Raksa dalam tembaga
Padat
Padat
Perak dalam platina
Padat
Cair
Garam dalam air
Pada tahun 1884, Svante Arrhenius, ahli kimia terkenal dari Swedia mengemukakan teori elektrolit yang sampai saat ini teori tersebut tetap bertahan padahal ia hampir saja tidak diberikan gelar doktornya di Universitas Upsala, Swedia, karena mengungkapkan teori ini. Menurut Arrhenius, larutan elektrolit dalam air
terdisosiasi ke dalam partikel-partikel bermuatan listrik positif dan negatif yang disebut ion (ion positif dan ion negatif) Jumlah muatan ion positif akan sama dengan jumlah muatan ion negatif, sehingga muatan ion-ion dalam larutan netral. Ion-ion inilah yang bertugas mengahantarkan arus listrik. Larutan yang dapat menghantarkan arus listrik disebut larutan elektrolit. Larutan ini memberikan gejala berupa menyalanya lampu atau timbulnya gelembung gas dalam larutan. Larutan elektrolit mengandung partikel-partikel yang bermuatan (kation dan anion). Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh Michael Faraday, diketahui bahwa jika arus listrik dialirkan ke dalam larutan elektrolit akan terjadi proses elektrolisis yang menghasilkan gas. Gelembung gas ini terbentuk karena ion positif mengalami reaksi reduksi dan ion negatif mengalami oksidasi. Contoh, pada laruutan HCl terjadi reaksi elektrolisis yang menghasilkan gas hidrogen sebagai berikut. HCl(aq)→ H+(aq) + Cl-(aq) Reaksi reduksi : 2H+(aq) + 2e- → H2(g) Reaksi oksidasi : 2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2eII.
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan pembuatan makalah ini antara lain, yaitu: 1. Sebagai bahan untuk menganalisa tentang apakah itu elektrolit dan non elektrolit 2. sebagai bahan kajian mengenai dampak elektrolit dan non elektrolit 3. sebagai cara untuk mencari berbagai cara elektrolit dan non elektrolit bisa menghantarkan daya listrik
ii.
BAB II PEMBAHASAN Mari kita kembali ke pokok bahasan ini. Pastinya kita pernah melihat orang melakukan penangkapan ikan dengan alat setrom listrik yang sumber arusnya berasal dari aki; atau kalian pernah mendengar penyataan jika kita menyentuh stop kontak dalam kondisi tangan basah, kemungkinan besar akan kesetrom. Apa yang menjadi faktor penyebab dari semua perilaku ini? Mengapa ikan bisa mati jika alat setrom dicelupkan kedalam air? Bukankah penghantar listrik erat kaitannya dengan suatu bahan logam? Pertanyaan-pertanyaan ini akan kita bahas di sini.Suatu larutan dapat dikatakan sebagai larutan elektrolit jika zat tersebut mampu menghantarkan listrik. Mengapa zat elektrolit dapat menghantarkan listrik? Ini erat kaitannya dengan ion-ion yang dihasilkan oleh larutan elektrolit (baik positif maupun negative). Suatu zat dapat menghantarkan listrik karena zat tersebut memiliki ion-ion yang bergerak bebas di dalam larutan tersebut. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi penghantar. Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan tersebut menghantarkan listrik.
I.
Pembagian larutan 1. Larutan Elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik jika larutan tersebut
mengandung partikel-partikel yang bermuatan listrik (ion-ion) dan bergerak bebas didalam larutannya,Zat elektrolit yang terurai sempurna di dalam air disebut Elektrolit Kuat dan larutan yang dibentuknya disebut Larutan Elektrolit Kuat. Zat elektrolit yang hanyak terurai sebagian membentuk ion-ionnya di dalam air disebut Elektrolit Lemah dan larutan yang dibentuknya disebut Larutan Elektrolit Lemah.
2. Larutan Non-Elektrolit Larutan Non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantar listrikSedangkan zat non elektrolit itu sendiri merupakan zat-zat yang di dalam air tidak terurai dalam bentuk ion-ionnya, tetapi terurai dalam bentuk molekuler.
Tergolong ke dalam jenis ini misalnya: - Larutan urea - Larutan sukrosa - Larutan glukosa - Larutan alkohol dan lain-lain
II.
Perbedaan Larutan Berdasarkan Daya Hantar Listrik
Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan terbagi menjadi 2 golongan yaitu larutan
elektrolit
dan
larutan
non
elektrolit.
Sedangkan
elektrolit
dapat
dikelompokkan menjadi larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah sesuai skema penggolongan berikut.
A. Elektrolit Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.
ii.
1. Elektrolit Kuat
- Terionisasi sempurna - Menghantarkan arus listrik - Mampu menyala terang - Merdapat gelembung gas
Larutan elektrolit kuat dapat berupa : Asam Kuat : HCl, H2SO4, HNO3, HClO4 Basa Kuat : NaOH, KOH, Ca(OH)2 Garam : NaCl, K2SO4, CaCl2
Garam adalah senyawa yang terbentuk dari sisa asam dan basa dengan reaksi sebagai berikut : Asam + Basa ---> Garam + H2O, Contoh, 2HCl + Ca(OH)2 ---> CaCl2 + 2H2O dari reaksi di atas terlihat garam tersusun dari gabungan Cl- sebagai ion negatif (anion) dan Ca2+ sebagai ion positif (kation), contoh ion2 lain yang dapat membentuk garam yakni :
Kation Anion
Na+,
: :
Cl-,
Br-,
L+,
K+,
Mg2+,
Ca2+,
Sr2+,
Ba2+,
NH4+
I-,
SO42-,
NO3-,
ClO4-,
HSO-,
CO32-,
HCO32-
sebagai contoh garam yang dapat terbentuk dari gabungan kation dan anion di atas antaralain :
2. Elektrolit Lemah
- Terionisasi sebagian - Menghantarkan arus listrik - Lampu menyala redup - Terdapat gelembung gas
Daya hantarnya buruk dan memiliki derajat ionisasi (kemampuan mengurai menjadi ion-ionnya) kecil. Makin sedikit yang terionisasi, makin lemah elektrolit tersebut. Dalam persamaan reaksi ionisasi elektrolit lemah ditandai dengan panah dua arah (bolak-balik) artinya reaksi berjadal dua arah di satu sisi terjadi peruraian dan di sisi lain terbentuk kembali ke bentuk senyawa mula2.
Contoh larutan elektrolit lemah adalah semua asam lemah dan basa lemah asam adalah yang menghasilkan/melepas H+ dan basa yang menghasilkan OH- atau menangkap H+
ii.
misalnya :
kekuatan elektrolit lemah ditentukan oleh derajat dissosiasinya yang dirumuskan :
Maka berdasarkan rumus di atas untuk mendapatkan jumlah zat mengion dilakukan
dengan
cara
mengalikan
jumlah
sat
mula2
dengan
derajat
dissosiasinya....semakin besar harga derajat dissosiasinya maka semakin banyak konsentrasi larutan yang terurai menjadi ion2ya (mengion)
B. Non Elektrolit
- Tidak terionisasi - Tidak menghantarkan arus listrik - Lampu tidak menyala
Contoh : C6H12O6 (amilum/karbohidrat), C12H22O11, CO(NH2)2 (Urea) dan C2H5OH (Alkohol/etanol), dll
III.
Penyebab Larutan Elektrolit dapat Menghantarkan Listrik
Sebagai contoh larutan elektrolit adalah HCl, Larutan HCl di dalam air mengurai menjadi kation (H+) dan anion (Cl-). Terjadinya hantaran listrik pada larutan HCl disebabkan ion H+ menangkap elektron pada katoda dengan membebaskan gas Hidrogen (H2). Sedangkan ion-ion Cl- melepaskan elektron pada anoda dengan menghasilkan gas klorin (Cl2).
Perhatikan gambar berikut.
IV.
Hubungan Elektrolit dengan Jenis Ikatan Kimia
Jika diperhatikan lebih teliti dari jenis ikatannya, larutan elektrolit ada yang berasal dari ikatan ionik dan ada juga yang berasal dari ikatan kovalen polar....Sebagai contoh larutan NaCl dan NaOH berasal dari senyawa ion, sedangkan HCl, CH3COOH, NH4Cl berasal dari senyawa kovalen
ii.
1. Senyawa ionik Senyawa ionik adalah senyawa yang atom-atomnya berikatan secara ionik, yang disebabkan adanya gaya elektrostatik dari atom-atom yang muatannya berlawanan (ion positif dan ion negatif). Atom yang kehilangan elektron menjadi ion positif (kation) dan atom yang menerima elektron menjadi ion negatif (anion). Dalam larutan, senyawa ionik akan terurai sempurna menjadi ion-ionnya yang bergerak bebas. Ion-ion itulah yang menghantarkan arus listrik. 2. Senyawa Kovalen kovalen adalah senyawa yang atom-atomnya berikatan secara kovalen. Ikatan kovalen terjadi akibat penggunaan bersama-sama pasangan elektron oleh dua atom. Senyawa kovalen yang dapat menghantarkan arus listrik adalah seyawa kovalen polar yang dapat mengalami ionisasi bila dilarutkan dalam pelarut (biasanya pelarut air). Daya hantar listrik berhubungan dengan adanya ion-ion zat terlarut dalam larutan. Semakin banyak jumlah ion dalam larutan, maka daya hantar listrik akan semakin baik, dan sebaliknya. Berdasarkan kekuatannya dalam menghantarkan arus listrik, larutan elektrolit dibedakan menjadi larutan elektrolit kuat dan larutan elektrolit lemah. Contoh dari larutan elektrolit adalah larutan NaCl (garam dapur), jika garam dapur dilarutkan dalam air maka akan teurai menjadi ion-ion bebasnya, sehingga dalam larutan NaCl terdapat spesi bermuatan yakni Na+ dan Cl-.
Gambaran pelarutan NaCl secara mikroskopik adalah sebagai berikut:
Daya hantar listrik berhubungan dengan adanya ion-ion zat terlarut dalam larutan. Semakin banyak jumlah ion dalam larutan, maka daya hantar listrik akan semakin baik, dan sebaliknya semakin sedikit jumlah ion dalam larutan, maka daya hantar listrik nya juga menurun. Berdasarkan kekuatannya dalam menghantarkan arus listrik, larutan elektrolit dibedakan menjadi larutan elektrolit kuat dan larutan elektrolit lemah. Untuk dapat membedakan larutan elektrolit ionik dan kovalen perhatikanlah contoh2 di bawah ini :
ii.
V.
Cara Menentukan Kekuatan Larutan Elektrolit
kekuatan larutan elektroit ditentukan oleh beberapa faktor :
Jenis larutan elektrolit, tentu saja elektrolit kuat dalam konsentrasi yang sama atau hampir sama mempunyai kekuatan jauh lebih besar jika dibanding larutan nonelektrolit. Sebab dalam larutan non elektrolit lemah hanya sebagian kecil larutan yang terurai menjadi ion2nya (misal dengan derajat dissosiasi = 0,00001 berarti yang terurai hanya
0,001% dari total
konsentrasinya) sedangkan larutan elektrolit kuat hampir semuanya terurai (100% dari konsentrasi terurai)
Kadar/Konsentrasinya, bila sama jenisnya (sama2 elektrolit lemah atau sama2
elektrolit
kuat)
kekuatan
larutan
elektrolit
ditentukan
oleh
konsentrasinya...semakin besar konsentrasi maka semakin besar kekuatannya. karena semakin banyak yang mengion. Konsentrasi merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara zat terlarut dan pelarut. Menyatakan konsentrasi larutan ada beberapa macam, diantaranya: 1. Fraksi MOL fraksi mol adalah perbandingan antara jumlah mol suatu komponen dengan jumlah mol seluruh komponen yang terdapat dalam larutan. Fraksi mol dilambangkan dalam X jika mol zat terlarut nA dan jumlah mol zat terlarut nB maka fraksi mol pelarut dan zat terlarut adalah:
XA=
dan
XB=
Jumlah fraksi mol pelarut dengan zat terlaru adalah 1, XA + XB= 1
Contoh Suatu larutan terdiri dari 2, 5 mol zat terlarut A dan 7,5 mol zat terlarut B, maka:
Jawab: XA=
XB=
=
2. . Persen (%) Menurut farmakope Indonesia ada 4 macam %, yaitu: 1. % b/bn adalah gram zat dalma 100g hasil akhir. 2. % b/v dalah banyaknya gram zat dalam 100 mL hasil akhir. 3. % v/v adalah banyaknya mL zat dalam 100mL hasil akhir. 4. % v/ b adalah banyaknya mL zat dalam 100 g hasil akhirnya Contoh: Hitung berapa persen %KCl dalam suatu larutan yang terbuat dengan melarutkan 40 g KCl dalam 160 mL air ? Jawab: %= 40/ (40+160) x 100% = 20% 3. MOLALITAS (m) Molalitas menyatakan jumlah mol (n) zat terlarut dalam 1 Kg (1000g) pelarut
𝑚
ii.
𝑥
atau 𝑚
(
)
Dimana : m = kemolalan larutan (mol/kg) n = jumlah mol zat terlarut ( g/Mr) p = massa pelarut Mr = massa relatif zat terlarut Contoh: Hitunglah molalitas 18 gram glukosa(Mr= 180) dalam 500 gram air! m glukosa = 18/180 𝑥 1000/500= 0,2 m
4. MOLARITAS (M) Molaritas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 L larutan
M
𝑥
atau
M
(
)
Contoh: Berapakah molaritas 4 gram NaOH (Mr= 40) dalam 250 mL larutan? Jawab: M
𝑥
= 0,4 M
5. . Normalitas Normalitas
yang
bernotasi
(N)
merupakan
satuan
konsentrasi yang sudah memperhitungkan kation atau anion
yang
dikandung
sebuah
larutan.
Normalitas
didefinisikan banyaknya zat dalam gram ekivalen dalam satu liter larutan. Secara sederhana gram ekivalen adalah jumlah gram zat untuk mendapat satu muatan. Untuk asam, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion H+.
Untuk basa, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion OH-. Antara Normalitas dan Molaritas terdapat hubungan : grek = mol . Jumlah 𝐻^+ atau 〖𝑂𝐻〗^− N
= M x valensi
Contoh Berapakah Normalitas 9,8 gram H2SO4 (Mr= 98) dalam air hingga volume larutan 500 mL? Jawab: H2SO4 𝐻 + 𝑂 M
𝑥
= 0,2
N= M x valensi N= M x 𝐻^+ N= 0,2 x 2= 0,4N
Jumlah ion yang terbentuk per molekul, konsentrasi larutan bukan satu2nya faktor yang mempengaruhi kekuatan larutan elektrolit....jumlah ion yang terbentuk per molekul pun juga punya pengaruh. sebagai contoh coba kalian perhatikan reaksi penguraian KCl dan CaCl2 pada contoh penguraian sebelumnya....dalam reaksi tersebut tiap satu molekul KCl menghasilkan 2 ion yaitu satu ion K+ dan satu ion Cl- sedangkan dalam reaksi penguraian CaCl2 menghasilkan satu ion Ca+ dan dua ion Cl-....sehingga total Kcl menghasilkan 2 ion dan CaCl menghasilkan 3 ion. berarti kekuatan elektrolit kedua laratan tersebut sama.
ii.
VI.
Sifat Koligatif Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit
Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan pelarut di dalam larutan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan konsentrasi adalah molar, molal, dan bagian per juta (part per million, ppm). Sementara itu, secara kualitatif, komposisi larutan dapat dinyatakan sebagai encer (berkonsentrasi rendah) atau pekat (berkonsentrasi tinggi). Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak tergantung pada macamnya zat terlarut tetapi semata-mata hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut (konsentrasi zat terlarut). Hukum Roult merupakan dasar dari sifat koligatif larutan. Keempat sifat itu ialah: 1. Penurunan tekanan uap relatif terhadap tekanan uap pelarut murni. 2. Peningkatan titik didih 3. Penurunan titik beku 4. Gejala tekanan osmotik. Sifat koligatif larutan dapat dibedakan menjadai dua macam, yaitu sifat larutan non elektrolit dan elektrolit. Hal itu disebabkan zat terlarut dalam larutan elektrolit bertambah jumlahnya karena terurai menjadi ion-ion, sedangkan zat terlarut pada larutan nonelektrolit jumlahnya tetap karena tidak terurai menjadi ion-ion, sesuai dengan hal-hal tersebut maka sifat koligatif larutan nonelektrolit lebih rendah daripada sifat koligatif larutan elektrolit. Larutan merupakan suatu campuran yang homogen dan dapat berwujud padatan, maupun cairan. Akan tetapi larutan yang paling umum dijumpai adalah larutan cair, dimana suatu zat tertentu dilarutkan dalam pelarut berwujud cairan yang sesuai hingga konsentrasi tertentu.
Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat larutan itu sendiri. Namun sebelum itu kita harus mengetahui halhal berikut: Molar, yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan
Molal,yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg larutan
Fraksi mol, yaitu perbandingan mol zat terlarut dengan jumlah mol zat pelarut dan zat terlarut.
a) Penurunan Tekanan Uap Proses penguapan adalah perubahan suatu wujud zat dari cair menjadi gas. Ada kecenderungan bahwa suatu zat cair akan mengalami penguapan. Kecepatan penguapan dari setiap zat cair tidak sama, tetapi pada umumnya cairan akan semakin mudah menguap jika suhunya semakin tinggi Penurunan tekanan uap adalah kecenderungan molekul-molekul cairan untuk melepaskan diri dari molekul-molekul cairan di sekitarnya dan menjadi uap. Jika ke dalam cairan dimasukkan suatu zat terlarut yang sukar menguap dan membentuk suatu larutan, maka hanya sebagian pelarut saja yang menguap, karene sebagian yang lain penguapannya dihalangi oleh zat terlarut. Besarnya penurunan ini di selidiki oleh Raoult lalu dirumuskan sebagai berikut. Banyak sedikitnya uap diatas permukaan cairan diukur berdasarkan tekanan uap cairan tersebut. Semakin tinggi suhu cairan semakin banyak uap yang berada diatas permukaan cairan dan berarti tekanan uapnya semakin tinggi. Jumlah uap diatas permukaan akan mencapai suatu kejenuhan pada tekanan tertentu, sebab bila tekanan uap sudah jenuh akan terjadi pengembunan, tekanan uap ini disebut tekanan uap jenuh Pada saat zat konvalatil ditambahkan kedalam larutan maka akan terjadi penurunan tekanan uap. Pada suhu 20 C tekanan uap air jenuh diatas permukaan air adalah 17,53 mmHg. Besarnya penurunan tekanan uap air akibat adanya zat terlarut disebut penurunan tekanan uap larutan.
ii.
Sejak tahun 1887 – 1888 Francois Mario Roult telah mempelajari hubungan antara tekanan uap dan konsentrasi zat terlarut, dan mendapatkan suatu kesimpulan bahwa besarnya tekanan uap larutan sebanding dengan fraksi mol pelarut dan tekanan uap dari pelarut murninya. Penurunan tekanan uap menurut hukum Roult, tekanan uap salah satu cairan dalam ruang di atas larutan ideal bergantung pada fraksi mol cairan tersebut dalam larutan PA = XA . PAo. Dari hukum Roult ternyata tekanan uap pelarut murni lebih besar daripada tekanan uap pelarut dalam larutan. Jadi penurunan tekanan uap pelarut berbanding lurus dengan fraksi mol zat terlarut.
0
P = P . X
Atau
t
P = tekanan uap larutan X = fraksi mol P = tekanan uap pelarut murni
Terjadinya penurunan tekanan uap larutan disebabkan oleh adanya zat terlarut. Untuk menentukan seberapa besar pengaruh jumlah partikel zat terlarut terhadap penurunan tekanan uap dapat dituliskan: P = Po – P
Karena X1 = 1-X2 untuk larutan yang terdiri atas dua komponen, maka hukum Roult dapat ditulis: P larutan = X pelarut . P pelarut
Jadi, perubahan tekanan uap pelarut berbanding lurus dengan fraksi mol zat terlarut. Tanda negatif menyiratkan penurunan tekanan uap. Tekanan uap selalu lebih rendah diatas larutan encer dibandingkan diatas pelarut murninya.
Contoh Tekanan uap air pada 1000C adalah 760 mmHg. Berapakah tekanan uap larutan glukosa 18% pada 1000C ( Ar H = 1, C = 12, O = 16 ) Jawab : Dalam 100 gram larutan glukosa 18% terdapat : Glukosa 18% = 18/100 x 100 gram = 18 g Air = 100 – 18 g = 82 gram Jumlah mol glukosa = 18 g/ 180 g mol-1 = 0,1 mol Jumlah mol air = 82 g/ 18 gmol-1 = 4,55 mol Xpel = 4,55/(4,55 + 0,1) P = Xpel x P0 = ( 4,55 x 760 mmHg) /(4,55 + 0,1) = 743,66 mmHg
b) Peningkatan Titik Didih Sifat yang berikutnya adalah kenaikan titik didih dan penurunan titik beku. Titik didih larutan selalu lebih tinggi dibandingkan titik didih pelarut. hal sebaliknya berlaku pada titik beku larutan yang lebih rendah dibandingkan pelarut. Sifat ini dirumuskan sebagai berikut :
Bila suatu zat cair dinaikkan suhunya, maka semakin banyak zat cair yang menguap. Pada suhu tertentu jumlah uap diatas permukaan zat cair akan menimbulkan tekanan uap yang sama dengan tekanan udara luar. Keadaan saat tekanan uap zat cair diatas permukaan zat cair tersebut sama dengan tekanan udara disekitarnya disebut mendidih dan suhu ketika tekanan uap diatas pemukaan cairan sama dengan tekanan uap luar disebut titik didih. Pada saat zat konvalatil
ii.
ditambahkan kedalam larutan maka akan terjadi kenaikan titik didih dari larutan tersebut. Titik didih air murni pada tekanan 1 atm adalah 100 C. Hal itu berarti tekanan uap air murni akan mencapai 1 atm ( sama dengan tekanan udara luar) pada saat air dipanaskan sampai 100 C. Dengan demikian bila tekanan udara luar kurang dari 1 atm (misalnya dipuncak gunung) maka titik didih air kurang dari 100 C. Bila kedalam air murni dilarutkan suatu zat yang sukar menguap, maka pada suhu 100 C tekanan uap air belum mencapai 1 atm dan berarti air itu belum mendidih. Untuk dapat mendidih ( tekanan uap air mencapai 1 atm) maka diperlukan suhu yang lebih tinggi. Besarnya kenaikan suhu itulah yang disebut kenaikan titik didih. Menurut hukum Roult, besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan hasil kali molalitas larutan (m) dan kenaikan titik didih molalnya (Kb). Dapat dirumuskan sebagai: Δ Tb = Kb . m Jika m = n x 1000 P Maka rumus diatas dapat dinyatakan sebagai berikut:
Tb = Kb ( n x 1000 ) P
Tb
= besar penurunan titik beku
Kb
= konstanta kenaikan titik didih
m
= molalitas dari zat terlarut
n
= jumlah mol zat terlarut
p
= massa pelarut
Harga Kb bervariasi untuk masing-masing pelarut. Kb diperoleh dengan mengukur kenaikan titik didih dari larutan encer yang molalitasnya diketahui (artinya, mengandung zat terlarut yang diketahui jumlah dan massa molalnya). Titik didih larutan merupakan titik didih pelarut murni ditambah dengan kenaikan titik didihnya atau Tb = Tb + Tb (Oxtoby, 2001). Contoh Hitunglah titik didih larutan yang mengandung 18 gr glukosa C6H12O6. (Ar C = 12 gr/mol; H = 1 gr/mol; O = 16 gr/mol) dalam 250 gr air. (Kb air adalah 0,52 oC/m)
Jawab :
𝑚
𝑥
= 0,4
∆Tb = m. Kb = 0,4 . 0,52°C/m = 0,208°C Titik didih larutan = 100 + ∆Tb = 100 + 0,208°C = 100,208 °C c) Penurunan titik Beku Proses pembekuan suatu zat cair terjadi bila suhu diturunkan sehingga jarak antar partikel sedemikian dekat satu sama lain dan akhirnya bekerja gaya tarik menarik antar molekul yang sangat kuat. Adanya partikel-partikel dari zat terlarut akan menghasilkan proses pergerakan molekul-molekul pelarut terhalang, akibatnya untuk mendekatkan jarak antar molekul diperlukan suhu yang lebih rendah. Perbedaan suhu adanya partikel-partikel zat terlarut disebut penurunan titik beku.
ii.
Pada saat zat konvalatil ditambahkan kedalam larutan maka akan terjadi penurunan titik beku larutan tersebut.
Seperti halnya kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan sebanding dengan hasil kali molalitas larutan dengan tetapan penurunan titik beku pelarut (Kf) dinyatakan dengan persamaan: ΔTf = Kf . m Tf = Kf ( n x 1000 ) P Tf
= penurunan titik beku
Kf
= tetapan ttitik beku molal
n
= jumlah mol zat terlarut
p
= massa pelarut
Contoh Tentukan titik didih dan titik beku larutan glukosa (C6H12O6) 18 gram dalam 10 gram air. (Kf air = 1,86 °C/m) Jawab: ΔTf
= m x Kf = (18 gram/180) x (1.000/10 gram) x 1,86 °C/m = 0,1 gram x 100 gram x 1,86 °C/m = 10 gram x 1,86 °C = 18,6 °C
Titik beku larutan = 0 °C – 18,6 °C = –18,6 °C
Titik beku larutan merupakan titik beku pelarut murni dikurangi dengan penurunan titik bekunya. Pengukuran penurunan titik beku, seperti halnya peningkatan titik didih, dapat digunakan untuk menentukan massa molar zat yang tidak diketahui.
Gejala penurunan titik beku analog dengan peningkatan titik didih. Di sini kita hanya mempertimbangan kasus jika padatan pertama yang mengkristalkan dari larutan adalah pelarut murni. Jika zat terlarut mengkristal bersama pelarut, maka situasinya akan lebih rumit. Pelarut padat murni berada dalam kesetimbangan dengan tekanan tertentu dari uap pelarut, sebagimana ditentukan oleh suhunya. Pelarut dalam larutan demikian pula, berada dalam kesetimbangan dengan tekanan tertentu dari uap pelarut. Jika pelarut padat dan pelarut dalam larutan berada bersama-sama, mereka harus memiliki tekanan uap yang sama. Ini berarti bahwa suhu beku larutan dapat diidentifikasi sebagi suhu ketika kurva tekanan uap pelarut padat murninya berpotongan dengan kurva larutan. Jika zat terlarut ditambahkan ke dalam larutan, tekanan uap pelarut turun dan titik beku, yaitu suhu ketika kristal pertama pelarut murni mulai muncul, turun. Selisih dengan demikian bertanda negatif dan penurunan titik beku dapat diamati
d) Tekanan Osmotik Sifat koligatif keempat terutama penting dalam biologi sel, sebab peranannya penting dalam trasfor molekul melalui membran sel. Membran ini disebut semipermiabel, yang membiarkan molekul kecil lewat tetapi menahan molekul besar seperti protein dan karbohidrat. Membran semi permiabel dapat memisahkan molekul pelarut kecil dari molekul zat terlarut yang besar. Peristiwa
bergeraknya
partikel
(molekul
atau
ion)
melalui
dinding
semipermeabel disebut osmotik. Tekanan yang ditimbulkan akibat dari tekanan osmotik disebut tekanan osmotik. Besar tekanan osmotik diukur dengan alat osmometer, dengan memberikan beban pada kenaikan permukaan larutan menjadi sejajar pada permukaan sebelumnya. Osmosis atau tekanan osmotik adalah proses berpindahnya zat cair dari larutan hipotonis ke larutan hipertonis melalui membran semipermiabel. Osmosis dapat dihentikan jika diberi tekanan, tekanan yang diberikan inilah yang disebut tekanan osmotik. Tekanan osmotik dirumuskan :
ii.
Berdasarkan persamaan gas ideal: PV = nRT Maka tekanannya P = nRT V Jika tekanan osmotik larutan dilambangkan dengan π, dari persamaan diatas dapat diperoleh: π = nRT V atau π=MRT Untuk larutan elektrolit ditemukan penyimpangan oleh Vanit Hoff. Penyimpangan ini terjadi karena larutan elektrolit terdisosiasi di dalam air menjadi ion, sehingga zat terlarut jumlahnya menjadi berlipat. Dari sini dibutuhkan faktor pengali atau lumrah disebut faktor Vanit Hoff. Dirumuskan sebagai berikut : π = tekanan osmotik M = konsentrasi molar R = tetapan gas ideal (0,082 L atm K mol ) T = suhu mutlak (K)
Contoh Tentukan tekanan osmosis 29,25 gram NaCl dalam 2 liter larutan yang diukur pada suhu 27 °C! (Mr NaCl = 58,5,
R = 0,082 L.atm.mol–1K–1)
Jawab: π=M×R×T×n = (29,25 / 58,5):2 × 0,082× 300× 2 = 0,25 × 0,082 × 600 π = 12,3 atm
Tetapan titik beku molal (Kf) Pelarut
Titik beku (oC)
Kf (oC)
Air
0
1,86
Benzena
5,4
5,1
Fenol
39
7,3
Naftalena
80
7
Asam asetat
16,5
3,82
Kamfer
180
40
Nitrobenzena
5,6
6,9
Partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit.
ii.
BAB III PENUTUP 1. Kesimpulan
Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan non elektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Semua senyawa yang mengandung ion-ion dalam larutannya bersifat elektrolit.
Zat-zat yang berbentuk molekul di dalamnya bersifat non elektrolit
Larutan elektrolit berdasarkan daya hantarnya dibagi menjadi 2, yaitu larutan elektrolit kuat dan larutan elektrolit lemah
Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak tergantung pada macamnya zat terlarut tetapi semata-mata hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut (konsentrasi zat terlarut). Hukum Roult merupakan dasar dari sifat koligatif larutan. Keempat sifat itu ialah: Penurunan tekanan uap relatif terhadap tekanan uap pelarut murni. Peningkatan titik didih Penurunan titik beku Gejala tekanan osmotik.
DAFTAR PUSTAKA
Bird, Tony. 1987. Kimia Fisika untuk Universitas. Jakarta : Erlangga Brady, James.1986. Kimia Universitas Asas dan Struktur.Jakarta : Erlangga Hardjono. 2001. Kimia Dasar. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada. Keenan, Klenifelter. 2000. Kimia untuk Universitas. Jakarta : Gramedia. Oxtoby david w, dkk . 2001. Prinsip- Prinsip Kimia Modern. Surabaya : Erlangga. Syukri, S. 1999. Kimia Dasar I. Bandung : Institut Tekhnologi Bandung http://idrissetiawanalwysclever-skiripsi.blogspot.com/2012/07/makalah-kimialarutan-elektrolit-dan.html http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/03/larutan-elektrolit-dan-nonelektrolit.html
ii.
