Jumlah partikel larutan elektrolit dan non elektrolit Penurunan Titik Beku

Kimia Ke se ha ta n, Dire kto ra t Pe mb ina a n Se ko la h Me ne ng a h Ke jurua n 2007 208

11.1.2. Jumlah partikel larutan elektrolit dan non elektrolit

Sebelum kita bahas kenaikan titik didih dan penurunan titik beku, terlebih dahulu kita bedakan Larutan elektrolit dan larutan non elektrolit dalam kaitannya kandungan partikelnya.Kedua larutan ini walaupun memiliki konsentrasi larutan yang sama, namun memiliki jumlah partikel yang berbeda. Hal ini disebabkan karena larutan elektrolit terurai menjadi ionLion sedangkan larutan non elektrolit tidak terionisasi. Untuk larutan non elektrolit, tidak terionisasi C 6 H 12 O 6  C 6 H 12 O 6 Hanya melarut dan terpecah menjadi partikelL partikel yang lebih kecil. Sedangkan larutan elektrolit, mengalami ionisasi seperti: HCl  H + + Cl L Pada kasus HCl merupakan elektrolit kuat, sehingga semua terionisasi, jika elektrolit tersebut hanya terionisasi sebagian, maka perlu cara lain untuk melihat banyaknya partikel yang terionisasi seperti yang disajikan pada bagan 11.3.

11.1.3. Kenaikan titik didih

Hasil eksperimen Roult menunjukan bahwa Kenaikan titik didih larutan akan semakin besar apabila konsentrasi molal dari zat terlarut semakin besar. Titik didih larutan akan lebih tinggi dari titik didih pelarut murni. Hal ini juga diikuti dengan penurunan titik beku pelarut murni, atau titik beku larutan lebih kecil dibandingkan titik beku pelarutnya. Hasil eksperimen ini disederhanakan dalam Gambar 11.4. Roult menyederhanakan ke dalam persamaan T b = k b . m T b = kenaikan titik didih larutan k b = tetapan kenaikan titik didih molal pelarut kenaikan titik didih untuk 1 mol zat dalam 1000 gram pelarut m = molal larutan mol100 gram pelarut Perubahan titik didih atau –T b merupakan selisih dari titik didih larutan dengan titik didih pelarutnya, seperti persamaan : T b = T b – T b Bagan 11.3. Jumlah partikel yang terjadi pada proses ionisasi sebagian Jika reaksi ionisasi dengan derajat ionisasi

D. a A ĺ n B

Zat A mula-mula : a mol Zat A yang terurai : a D mol Zat A yang tersisa : a - a D mol : a 1- D mol Zat B yang terbentuk : n a D mol Jumlah mol sesudah ionisasi : Zat A sisa + Zat B yang terbentuk Jumlah mol sesudah ionisasi : a 1- D m + n a D : a [1+ n-1 D] Perbandingan jumlah mol sesudah dan sebelum ionisasi adalah a n a ] 1 1 [ : D : 1 + n-1 D Gambar 11.4. Diagram tekanan dan suhu untuk titik didih dan titik beku dari pelarut dan larutan D Di unduh dari : Bukupaket.com Kimia Ke se ha ta n, Dire kto ra t Pe mb ina a n Se ko la h Me ne ng a h Ke jurua n 2007 209 Hal yang berpengaruh pada kenaikan titik didih adalah harga k b dari zat pelarut. Kenaikan tidak dipengaruhi oleh jenis zat yang terlarut, tapi oleh jumlah partikelmol terlarut khususnya yang terkait dengan proses ionisasinya. Untuk zat terlarut yang bersifat elektrolit persamaan untuk kenaikan titik didik harus dikalikan dengan faktor ionisasi larutan, sehingga persamaannya menjadi : T b = k b . m [1 + n Ͳ1 D] dimana n = jumlah ionLion dalam larutan D = derajat ionisasi Contoh jumlah ion untuk beberapa elektrolit: HCl  H + + Cl L , jumlah n = 2 H 2 SO 4  2 H + + SO 4 2L , jumlah n = 3 H 3 PO 4  3 H + + PO 4 3L , jumlah n = 4 Agar mudah dimengerti kita ambil perhitungan kenaikan titik didih untuk zat nonLelektrolit dan non elektrolit sebagai perbandingannya. Sebuah larutan gula C 6 H 12 O 6 dengan konsentrasi sebesar 0.1 molal, jika pelarutnya air dengan harga k b = 0.52 o Cmolal. Tentukan titik didih larutan tersebut. Larutan gula tidak mengalami ionisasi sehingga, C 6 H 12 O 6  C 6 H 12 O 6 0.1 molal  0.1 molal –T b = k b . m –T b = 0.52 . 0.1 –T b = 0.052 o C Diketahui titik didih air adalah 100 o C, maka titik didih larutan adalah T b = T b – T b T b = 100 + 0.052 T b = 100.052 o C Sekarang coba kita bandingkan dengan zat yang dapat terionisasi : Sebuah larutan 0.1 molal H 2 SO 4 , zat tersebut merupakan asam kuat dengan derajat ionisasi D = 1. jika pelarutnya air, dan harga k b air= 0.52 o Cmolal. Tentukan titik didih larutan tersebut. Penyelesaian soal ini ditampilkan pada Bagan 11.5. di sebelah. Bagan 11.5. Penyelesaian soal Titik didih larutan elektrolit. H 2 SO 4 2 H + + SO 4 2- , jumlah n = 3 D = 1 m = 0.1 molal k b air= 0.52 o Cmolal Perubahan Titik didihnya adalah T b = k b . m [1 + n -1 D] T b = 0.52 . 0.1[1+3-1.1] T b = 0.52 . 0.3 T b =0.156 o C Titik didih larutan T b = T b – T b T b = 100 + 0.156 T b =100.156 o C Jadi tampak jelas bahwa terjadi perbedaan didih larutan elektrolit dan non elektrolit walaupun konsentrasinya sama-sama 0.1 molal Di unduh dari : Bukupaket.com Kimia Ke se ha ta n, Dire kto ra t Pe mb ina a n Se ko la h Me ne ng a h Ke jurua n 2007 210

11.1.4. Penurunan Titik Beku

Seperti tampak pada diagram pada Gambar 10.4 bahwa kenaikan titik didih diikuti dengan penurunan titik beku suatu larutan. Jika konsentrasi dalam molalitas dari zat terlarut semakin besar, maka titik beku larutan semakin kecil. Selisih antara titik beku larutan dengan titik beku pelarut disebut penurunan titik beku. Hubungan penurunan titik beku larutan dengan konsentrasi larutan disederhanakan dalam persamaan dan persamaan ini untuk larutan non elektrolit : T f = k f . m –T f = penurunan titik beku k f = tetapan penurunan titik beku dari zat pelarut m = molal larutan Untuk larutan elektrolit berlaku persamaan : T f = k f . m [1 + n Ͳ1 D] Hubungan antara perubahan titik beku dengan larutan ditunjukan oleh persamaan : T f = T f – T f –T f = penurunan titik beku T f = titik beku larutan T f = titik beku pelarut Untuk lebih mudah menggunakan persamaan penurunan titik beku larutan perhatikan contoh soal dibawah ini: Sebuah senyawa sebanyak 0,6 mol terdapat dalam 150 gram benzol, jika diketahui k f untuk senyawa benzol adalah 4,9 Cmol dan titik bekunya = 5,6 C. Tentukan Penurunan titik beku dan titik beku larutan. Penyelesaian dalam Bagan 10.6 disebelah. Sebagai bahan pembanding kita dapat tentukan juga penurunan titik beku larutan untuk senyawa elektrolit sepert Asam sulfat. Larutan 0.1 molal H 2 SO 4 , zat tersebut merupakan asam kuat dengan derajat ionisasi D = 1. jika pelarutnya air, dan harga k f air = 2.86 o Cmolal. Tentukan titik beku larutan tersebut. Penyelesaian pada Bagan 11.6. Bagan 11.6. Penyelesaian soal Titik beku larutan nonLelektrolit Penurunan titik beku; T f = k f . m konsentrasi larutan = grambenzol mol 100 6 , maka dalam 100 gram benzol akan terdapat: 1000 X 150 6 , 4 mol m T f = 4,9 X 4 = 19,6 C Jadi penurunan titik beku = 19,6 C Titik beku larutan: T f = T f – T f 19,6 = 5,6 – T f T f = -14 Maka titik beku larutan = -14 C Bagan 10.6. Penyelesaian soal Titik beku larutan elektrolit H 2 SO 4 2 H + + SO 4 2- , jumlah n = 3 D = 1 m = 0.1 molal k f air= 2.86 o Cmolal Perubahan Titik didihnya adalah T f = k f . m [1 + n -1 D] T f =2.86. 0.1[1+3-1.1] T f =2.86. 0.3 T f = 0.858 o C Titik didih larutan T f = T f – T f T f = 0 - 0.858 T f =- 0.858 o C Di unduh dari : Bukupaket.com Kimia Ke se ha ta n, Dire kto ra t Pe mb ina a n Se ko la h Me ne ng a h Ke jurua n 2007 211

11.2. Tekanan Osmotik

Osmosis adalah proses merembesnya atau mengalirnya pelarut ke dalam larutan melalui selaput semipermiabel. Proses perembesan hanya terjadi dari larutan yang mempunyai konsentrasi yang kecil ke dalam larutan berkonsentrasi besar. Selaput permeabel merupakan selaput yang hanya dapat dilewati oleh partikelLpartikel dengan ukuran tertentu. Tekanan osmotik atau osmosa adalah tekanan yang diperlukan, sehingga terjadi penghentian aliran pelarut ke dalam larutan. Pada Gambar 11.7 besarnya tekanan setara dengan perubahan dari –h. Dalam hubungannya dengan konsentrasi larutan Van het Hoff menyimpulkan bahwa Tekanan osmotik larutan akan semakin besar apabila konsentrasi Molar dari zat terlarut semakin besar. Menurut Van Het Hoff, maka berlaku: T R C . . S ž = tekanan osmosa dalam atm C = konsentrasi zat terlarut molL R = konstanta gas = 0,082 atm.Lmol.K T = suhu dalam o K Tekanan osmosa 17 gram suatu zat dalam 1 liter larutan pada suhu 27 o C adalah 1,5 atm. Berapakah berat molekul zat tersebut? Persamaan tekanan osmosa T R C . . S ž = 1.5 atm R = 0.082 atm.Lmol.K T = 273 + 27 = 300 K 1,5 = C . 0,082 . 300 C = 0.061 molL BM dari zat tersebut adalah Mr Berat mol Mr = 278. Gambar 11.7. Percobaan perembesan larutan melalui membran semi permeabel Di unduh dari : Bukupaket.com