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
= 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
= 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