Penurunan tekanan uap P

11 BBab 1 Sifat Koligatif Larutan

2. Penurunan tekanan uap P

Adakah pengaruh zat terlarut terhadap tekanan uap jenuh larutannya? Bagaimana pengaruh itu? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, perhatikan data tekanan uap jenuh beberapa larutan pada suhu 28 o C di bawah ini. Tekanan uap jenuh air = 28,36 mmHg Tekanan uap larutan urea 0,1 M = 27,85 mmHg Tekanan uap larutan urea 0,2 M = 27,34 mmHg Apa yang dapat kalian simpulkan tentang ketiga tekanan uap tersebut? Berdasarkan data di atas, dapat disimpulkan bahwa tekanan uap suatu larutan akan semakin kecil, jika molaritas larutan semakin besar bertambahnya zat terlarut. Hal ini dikarenakan molaritas larutan yang semakin besar, mengakibatkan fraksi mol zat terlarut juga bertambah besar. Francois Raoult dikenal Raoult, seorang ahli kimia dari Perancis mendapatkan hubungan antara tekanan uap jenuh larutan dengan tekanan jenuh pelarut dari konsentrasi larutan. Menurut Raoult, jika zat nonelektrolit yang sukar menguap dilarutkan, maka besarnya tekanan uap larutan tersebut dirumuskan sebagai berikut. P = P° × F A dengan P = tekanan uap jenuh larutan ................... mmHg P o = tekanan uap jenuh pelarut murni ........ mmHg F A = fraksi mol pelarut Karena zat terlarut sukar menguapnonvolatil, maka diperoleh hubungan P larutan sebagai berikut. P = P o × F A di mana F A 1 sehingga P P o Sumber: General chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S 8 30 31,82 21 98 707,3 9 35 42,2 22 100 760,0 10 40 55,3 23 102 815,9 11 45 71,9 24 106 937,9 12 50 97,5 25 108 1004,6 13 55 118,0 26 110 1074,6 N o S uhu oC P mmHg No S uhu oC P mmHg Di unduh dari : Bukupaket.com 12 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 Dari persamaan ini nampak bahwa terjadi penurunan tekanan uap dari pelarut. Besarnya penurunan tekanan uap tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut. P = P o P = P o P o u F A = P o 1 F A karena F A + F B = 1, maka P = P o u F B Jadi, penurunan tekanan uap pelarut tergantung pada banyaknya molaritas zat terlarut, sehingga tidak tergantung pada jenis zat terlarut. Larutan yang memenuhi hukum-hukum di atas disebut larutan ideal dan itu terdapat pada larutan encer. Hubungan antara molaritas larutan dengan tekanan uap jenuh pelarut dari larutan ideal diberikan pada Gambar 1.5. Berdasarkan pada Hukum Raoult yang telah diuraikan di atas, dapat ditentukan penurunan tekanan uap pelarut P jika Mr zat terlarut diketahui. Sebaliknya, Mr zat terlarut dapat ditentukan jika P dapat diukur. P = P o P = P o u F B = P o u B B A B A B Mr Mr Mr w w w Untuk larutan yang sangat encer berlaku A B A B Mr Mr w w 1 1 fraksi mol pelarut tekanan Zat terlarut murni tidak menguap pelarut murni fraksi mol zat terlarut Gambar 1.5 Diagram P - F larutan ideal dengan zat terlarut tidak menguap. w A = massa pelarut w B = massa zat terlarut Di unduh dari : Bukupaket.com 13 BBab 1 Sifat Koligatif Larutan P = P o u B B A A Mr Mr w w = P o u u B A B A Mr Mr w w dengan w A = massa pelarut ................................ g w B = massa zat terlarut ......................... g Mr A = massa molekul relatif pelarut ....... g mol 1 Mr B = massa molekul relatif zat terlarut.. g mol 1 1. Tentukan tekanan uap jenuh air pada larutan yang mengandung 12 massa urea CONH 2 2 , jika diketahui tekanan uap jenuh air pada suhu 30 o C = 31,82 mmHg. Jawab Dalam 100 gram larutan terdapat Massa urea 12 = 12 100 × 100 g = 12 g Jumlah mol urea = 12 60 mol = 0,2 mol Massa pelarut air = 100 – 12 g = 88 g Jumlah mol air = 1 88 g 18 g mol F A = 4, 89 mol 4, 89 mol 0, 2 mol = 0,96 P = P o × F A = 31,82 mmHg × 0,96 = 30,55 mmHg Jadi, tekanan uap jenuh air dengan adanya zat terlarut menurun menjadi 30,55 mmHg. 2. Larutan nonelektrolit terdiri atas 10 gram zat terlarut B yang sukar menguap dan 200 gram zat pelarut A. Pada suhu tertentu, tekanan uap larutan adalah 434,10 mmHg. Jika pada suhu tersebut tekanan uap jenuh pelarut A murni sama dengan 442,20 mmHg, maka hitung massa molekul relatif zat terlarut B Mr A = 74. Contoh Satuan massa gram disingkat g. Di unduh dari : Bukupaket.com 14 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3 Jawab Jumlah mol zat terlarut B, n B = 10 Mr B mol Jumlah mol pelarut A = 1 200 g 74 g mol = 2,7 mol F A = A A B 2 7 10 2 7 Mr B n , n n , …………………………i P = P o u F A F A = P Pq F A = 434 10 mmHg 442 20mmHg , , = 0,98 ……………………ii Berdasarkan persamaan i dan ii diperoleh 0,98 = 2 7 10 2 7 Mr B , , 2,7 = 0,98 2,7 + 10 Mr B 2,7 = 2,646 + 9, 8 Mr B 9,8 Mr B = 2,7 – 2,646 9,8 Mr B = 0,054 0,054 Mr B = 9,8 Mr B = 054 , 8 , 9 Mr B = 181,5 Jadi, massa molekul relatif zat terlarut adalah 181,5 g mol 1 . Di unduh dari : Bukupaket.com 15 BBab 1 Sifat Koligatif Larutan Kerjakan di buku latihan kalian. 1. Apa yang dimaksud dengan: a. uap jenuh, b. tekanan uap jenuh, c. kesetimbangan dinamis, d. zat nonvolatil, e. pelarut murni, f. larutan ideal? 2. Jelaskan pengaruh penambahan zat terlarut terhadap tekanan uap larutan. 3. Pada suhu 20 o C, tekanan uap jenuh air adalah 17,54 mmHg, perkirakan besarnya tekanan uap air laut pada suhu yang sama? Jelaskan alasan kalian. 4. Pada suhu yang sama, mana yang mempunyai tekanan uap lebih tinggi, larutan urea 5 atau larutan urea 10 ? Mengapa? 5. Mengapa penurunan tekanan uap termasuk ke dalam sifat koligatif larutan? 6. Bagaimana Raoult menyatakan hubungan antara tekanan uap jenuh larutan dengan fraksi molnya? 7. Tekanan uap jenuh air pada suhu 30 o C adalah 31,82 mmHg. Pada suhu yang sama, hitung a. tekanan uap jenuh larutan glukosa 20 , b. tekanan uap jenuh larutan glukosa 2 molar. 8. Dalam suatu ruang tertutup, akan terjadi kesetimbangan dinamis antara zat cair dengan uap jenuhnya. Diantara dua grafik berikut, mana yang menggambarkan laju pe- ngembunan yang benar menuju keadaan setimbang? Berikan alasan kalian. a b 9. Suatu larutan terdiri atas 72 gram air dan 32 gram zat nonelektrolit B. Tekanan uap larutan adalah 14,4 mmHg. Jika Hukum Raoult berlaku, maka hitung tekanan uap jenuh pelarut murni. Massa molekul relatif B adalah 32. 10. Tekanan uap jenuh air pada 25 o C adalah 23,76 mmHg. Pada suhu yang sama, larutan x glukosa dalam 90 gram air mempunyai tekanan uap 22,34 mmHg. Hitung nilai x. 2 pengembunan waktu penguapan laju waktu laju pengembunan penguapan Di unduh dari : Bukupaket.com 16 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XII IPA JILID 3

1. Diagram P-T