13
Sifat Koligat if Larut an
Pada diagram fasa tersebut terdapat tiga kurva yang membagi diagram ke dalam daerah padat, cair, dan gas. Pada setiap daerah, menunjukkan
keadaan wujud zat yang stabil. Setiap titik pada kurva menunjukkan hubungan tekanan dan suhu.
Kurva AB yang membagi wilayah padat dan cair, menyatakan keadaan padat dan cair berada dalam keadaan setimbang:
Padat
U
Cair Kurva tersebut memberikan informasi tentang titik leleh padatan
atau titik beku cairan pada suhu dan tekanan tertentu. Umumnya peleburan padat
→
cair atau pembekuan cair
→
padat tidak dipengaruhi oleh tekanan sehingga kurva AB cenderung membentuk
garis lurus. Kurva AB untuk air agak miring ke kiri karena pembentukan es
pada tekanan tinggi suhunya turun sebesar 1°C dari keadaan normal 1 atm. Hal ini disebabkan pada keadaan cair kurang rapat dibandingkan
pada keadaan padat. Kurva AC yang membagi wilayah cair dan gas memberikan informasi
tentang tekanan uap air pada berbagai suhu. Kurva tersebut menunjukkan garis kesetimbangan fasa antara cair dan gas. Titik leleh dan titik didih
air pada tekanan 1 atm ditunjukkan dengan garis putus-putus, berada pada suhu 0°C dan 100°C.
Kurva AD yang membagi wilayah padat dan gas memberikan informasi tentang tekanan uap padatan pada berbagai suhu. Kurva tersebut
menunjukkan garis kesetimbangan fasa antara padat dan gas. Kurva ini berpotongan dengan kurva yang lain pada titik A. Titik A dinamakan titik
tripel, yaitu titik di mana pada suhu dan tekanan tersebut terjadi kesetimbangan fasa antara gas, cair, dan padat secara bersama-sama. Titik tripel untuk air
terjadi pada suhu 0,01°C dan tekanan 0,006 atm 4,58 mmHg.
Dengan diagram fasa, Anda dapat memperkirakan wujud suatu zat pada suhu dan tekanan tertentu. Pada tekanan 1 atm dan suhu 25°C, air
akan berwujud cair, sedangkan pada suhu 0°C air berwujud padat es. Diagram fasa yang lain misalnya diagram fasa CO
2
, seperti ditunjukkan
pada Gambar 1.5.
Gambar 1.4
Diagram fasa air Tit ik t ripel A 0,01°C; 0,006 at m , t it ik
leleh at au t it ik beku norm al B 0°C; 1 at m ; t it ik didih norm al C 100°C; 1
at m , dan t it ik krit is D 374,4°C; 217,7 atm .
Beberapa istilah fasa transisi:
Penguapan: H
2
O
A
→
H
2
O
g
Pengem bunan: H
2
O
g
→
H
2
O
A
Peleburan: H
2
O
s
→
H
2
O
A
Pem bekuan: H
2
O
A
→
H
2
O
s
Sublim asi: H
2
O
s
→
H
2
O
g
Deposisi: H
2
O
g
→
H
2
O
s
Terminology for transition fase
: Evaporation
: H
2
O
A
→
H
2
O
g Condensat ion:
H
2
O
g
→
H
2
O
A
Melt :
H
2
O
s
→
H
2
O
A
Freeze:
H
2
O
A
→
H
2
O
s Sublim at ion:
H
2
O
s
→
H
2
O
g Deposit ion:
H
2
O
g
→
H
2
O
s
Note
Catatan
Cair Padat
Gas 0,006 at m
1 at m 218 at m
0,0098 100
374 A
B C
D
Suhu °C T
e k
a n
a n
a tm
Sumber: Chemistry: The Central Science, 2000
14
Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII
Titik tripel CO
2
berada pada –56,4°C dan 5,11 atm. Oleh sebab itu, CO
2
padat dry ice akan menyublim jika dipanaskan di bawah tekanan 5,11 atm. Di atas 5,11 atm, dry ice akan mencair jika dipanaskan. Pada
suhu kamar dan tekanan udara normal dry ice menyublim sehingga sifat ini sering dimanfaatkan untuk pertunjukan panggung terbuka, agar di
panggung tampak seperti berkabut. Dengan sedikit pemanasan, dry ice langsung menguap seperti asap.
2. Diagram Fasa dan Sifat Koligatif
Diagram fasa dapat digunakan untuk menyatakan sifat koligatif larutan, seperti kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan
penurunan tekanan uap. Jika ke dalam air ditambahkan zat nonvolatil, larutan yang terbentuk akan memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkan
pelarut murninya. A dapun titik beku larutan akan lebih rendah dibandingkan titik beku pelarut murninya.
Perhatikanlah diagram fasa pada Gambar 1.6. Pada tekanan normal
1 atm, pelarut murni air memiliki titik beku 0°C titik C, titik didih 100°C titik B, dan tekanan uap kurva A – B yang bergantung pada
suhu. Adanya zat terlarut nonvolatil mengakibatkan pergeseran posisi kesetimbangan diagram fasa cair-gas.
Gambar 1.5
Diagram fasa karbon dioksida
Tit ik t ripel X –56,4°C; 5,11 at m , t it ik sublim asi Y –78,5°C; 1 at m , dan t it ik
krit is Z 31,1°C; 73,0 at m .
Gambar 1.6
Diagram fasa larut an dalam pelarut air
Titik beku larutan lebih rendah dari titik beku pelarutnya titik C, titik didih larutan lebih tinggi dibandingkan titik didih pelarutnya titik
B, dan tekanan uap turun, ditunjukkan oleh kurva A – B. Demikian pula titik tripel larutan lebih rendah dari titik tripel air murni.
Padat Cair
Gas B
C
A A
C B
Δ
T
b
Δ
T
d
{ {
1 at m
0°C 100°C
–78,5 –56,4
31,1 1 at m
5.11 at m 73 at m
CO
2
s
CO
2
A
CO
2
g
Suhu °C T
e k
a n
a n
Z
X Y
Sumber: Chemistry: The Central Science, 2000
15
Sifat Koligat if Larut an
1. Apa yang akan terjadi jika air dimasukkan ke dalam ruang vakum, kemudian suhunya diturunkan sampai
di bawah titik tripel? 2. Pada tekanan berapakah titik didih pelarut murni air
sama dengan titik didih larutannya? Jelaskan.
Tes Kompetensi Subbab
D
a tekanan normal 1 atm; b lebih tinggi dari 1 atm; atau c lebih rendah dari 1 atm.
3. Mengapa garis kesetimbangan padat-cair pada diagram fasa CO
2
tidak miring ke kiri, melainkan ke kanan?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Nilai
Δ
T
b
dan
Δ
T
d
ditunjukkan oleh selisih pergeseran kesetim- bangan antara pelarut murni dan larutannya, yaitu:
Δ
T
b
= C – C dan
Δ
T
d
= B – B. Penurunan tekanan uap larutan ditunjukkan oleh selisih garis AB – AB.
E. Tekanan Osmotik Larutan
Osmosis adalah proses perpindahan larutan yang memiliki konsentrasi rendah melalui membran semipermeabel menuju larutan yang memiliki
konsentrasi lebih tinggi hingga tercapai kesetimbangan konsentrasi. Pada proses osmosis, molekul-molekul pelarut bermigrasi dari larutan encer ke larutan
yang lebih pekat hingga dicapai keadaan kesetimbangan konsentrasi di antara kedua medium itu lihat Gambar 1.7.
Tekanan yang diterapkan untuk menghentikan proses osmosis dari larutan encer atau pelarut murni ke dalam larutan yang lebih pekat
dinamakan tekanan osmotik larutan, dilambangkan dengan
π
. Tekanan osmotik larutan berbanding lurus dengan konsentrasi molar zat. Dalam
bentuk persamaan dapat ditulis sebagai berikut.
π
≈
M atau
π
= k M k adalah tetapan kesetaraan yang bergantung pada suhu. Untuk
larutan encer harga k sama dengan RT , di mana R tetapan gas dan T adalah suhu mutlak.
Oleh karena kemolaran memiliki satuan mol per liter larutan maka tekanan osmotik larutan dapat dinyatakan sebagai berikut.
π
= M RT atau
π
=
⎛ ⎞ ⎜ ⎟
⎝ ⎠
V n
RT Keterangan:
π
= Tekanan osmotik M = Molaritas larutan
R = Tetapan gas 0,082 L atm mol
–1
K
–1
T = Suhu K
Menentukan Tekanan Osmotik Larutan
Berapakah tekanan osmotik larutan yang dibuat dari 18 g glukosa yang dilarutkan ke dalam air hingga volume larutan 250 mL? Diketahui suhu larutan 27°C dan R
= 0,082 L atm mol
–1
K
–1
.
Contoh
1.9
Larut an p ekat
M em b ran sem ip erm eab el
Larut an Encer
Gambar 1.7
Proses osm osis
Sumber: Chemistry: The Central Science, 2000
Mem bran sem iperm eabel adalah sejenis plastik berpori yang hanya
dapat dilalui oleh m olekul-m olekul kecil sepert i air.
Sem iperm eable m em brane is a kind of pored plast ic, w hich only could
passed by sm all m olecules such as w ater.
Note
Catatan
